JP6225872B2 - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送経路に沿ってシートを搬送するシート搬送装置及びこのシート搬送装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置において、給紙カセットから搬送経路に給紙されたシートや、両面印刷のために反転経路に送られたシートは、シート搬送装置によって搬送経路の下流側へ搬送される。このようなシート搬送装置は、一般的に、回転駆動される駆動ローラーと、駆動ローラーの外周面に圧接される従動ローラーとの間にシートを挟んで搬送するように構成されている。

このような構成のシート搬送装置においては、従動ローラーは駆動ローラーに所定の圧力で圧接するように支持されている。従動ローラーを駆動ローラーに圧接可能に支持するために、ローラー本体部の軸心に貫通させた金属製の軸を、コイルばね等の弾性部材によって駆動ローラーの方向に付勢する場合がある。特許文献１には、金属製の軸を、軸受部材を介してコイルばねで駆動ローラーの方向に付勢するように構成されたシート搬送装置が提案されている。一方、低速仕様の画像形成装置のシート搬送装置においては、ローラー本体部の軸心に樹脂製の軸を挿通し、この軸を線バネ等の押圧部材で駆動ローラーの方向に付勢する場合もある。

また、特許文献２には、ねじりコイルばねを使用した軸受を備えたシート搬送装置が提案されている。このシート搬送装置の軸受は、ねじりコイルばねの一方の端部において、線材を螺旋状に密に巻き回して巻線部を形成し、この巻線部にローラー本体部の軸を軸支させて、ねじりコイルばねの付勢力によってローラー本体部を駆動ローラーに圧接するように構成されている。

特開２００３−１６０２５６号公報 特開２００９−２２７４３７号公報

しかしながら特許文献１に記載されているような金属製の軸を使用する場合は、異常音が発生しやすいという問題がある。この問題に対して、軸の表面へグリスを添加したり軸の表面を高摺動性コーティングしたりする対策がとられる場合がある。あるいは、軸に平面部を形成し、この平面部を回転止めとして機能させる場合もある。このように様々な対策が施されているが、いずれもコストアップとなってしまう。

また、樹脂製の軸を使用する場合は、低速仕様の画像形成装置では問題はないが、高速仕様の画像形成装置に適用しようとすると、押圧部材との接触による軸の摩耗が激しいため耐久性に劣るという問題がある。

また、特許文献２に記載されているシート搬送装置においては、軸受を支持する際に、ねじりコイルばねのコイル部と、巻線部と反対側の端部と、の２箇所を位置決めする必要があるため、取り付けが複雑になるという問題がある。

そこで本発明は上記事情を考慮し、異常音や摩耗が発生しにくく、さらに低コスト化が可能かつ簡易な方法で従動ローラーを駆動ローラーに圧接させることができるシート搬送装置及びこのシート搬送装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明のシート搬送装置は、回転駆動する駆動ローラーと、該駆動ローラーの外周面に圧接されて従動回転する従動ローラーと、該従動ローラーを前記駆動ローラーに圧接可能に設けられる軸受と、を備えるシート搬送装置であって、前記従動ローラーは、ローラー本体部と、該ローラー本体部の軸方向における両端面の軸心からそれぞれ外方向に突設された支軸と、を有し、前記軸受は、線材の一方側の端部を螺旋状に密に巻き回して、前記従動ローラーの前記支軸が挿通可能な軸孔が形成された支持部と、前記線材の他方側の端部をコイルばね状に巻き回して、前記軸孔の軸方向と直交する方向に前記支持部を押圧可能に形成された押圧部と、を有し、前記押圧部が前記支持部を押圧する方向が、前記従動ローラーが前記駆動ローラーの外周面に圧接される方向と対応するように、前記押圧部が位置決めされていることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、従動ローラーの支軸を樹脂で形成でき、軸受を１本の金属製の線材で形成できるので、安価で簡単な構成とすることができる。さらに、支軸と支持部との接触面積が小さくなって支軸の回転時の摺動抵抗を小さくできるので、異音の発生や支軸の摩耗を軽減できる。また、押圧部をコイルばね状としたので、押圧部の押圧方向が圧接方向と一致するように位置決めすればよく、軸受の取り付けを容易にできる。

本発明のシート搬送装置において、前記軸受は、前記従動ローラーの両端部にそれぞれ設けられ、該各軸受は、前記線材の前記一方側の端部を連結する連結部を介して連結されていることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、軸受の取り扱いや従動ローラーへの組み付けが容易となる。

本発明のシート搬送装置において、前記軸受は、前記線材の中央部分を屈曲させて形成され、前記支持部と前記押圧部とを接続する接続部を有し、該接続部は、前記支持部と前記押圧部とを回動可能に結合する関節部を有し、前記支持部と前記押圧部との間に負荷を掛けることなく変位可能に形成されていることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、１本の線材から支持部と押圧部とを形成する加工を容易にできる。また、軸受を装着したときに、押圧部の押圧力のみが従動ローラーに掛かるので、予め設定された押圧力で支持部を従動ローラーに押圧することができる。

本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載のシート搬送装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、従動ローラーの支軸を樹脂で形成でき、軸受を１本の金属製の線材で形成できるので、安価で簡単な構成とすると共に異音の発生や支軸の摩耗を軽減したシート搬送装置を提供できる。また、軸受を位置決めする箇所が一箇所となり、装置本体への取り付けを容易にできる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るシート搬送装置の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るシート搬送装置の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るシート搬送装置における軸受の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るシート搬送装置における軸受の自然姿勢と圧縮姿勢を示す正面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るシート搬送装置及び画像形成装置について説明する。

まず、図１を参照してプリンター（画像形成装置）の全体の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す正面図である。なお、以下の説明では、図１の紙面手前側をプリンターの正面側（前側）とし、左右の向きは、プリンターを正面から見た方向を基準とする。

図１に示されるように、プリンター１は、装置本体２を備えており、装置本体２の上端部には、画像読取部３が設けられている。装置本体２の下部には用紙（図示せず）を収納する給紙カセット４が収容され、装置本体２の前側上面には排紙トレイ５が設けられている。排紙トレイ５の右側において、装置本体２には、排紙口６が形成されている。

装置本体２の内部において、排紙トレイ５の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器８が配置されている。また、露光器８の右側にはトナーコンテナ９が配置されている。トナーコンテナ９の右側には、画像形成部１０が設けられている。画像形成部１０には、像担持体である感光体ドラム１１が回転可能に設けられており、感光体ドラム１１の周囲には、帯電装置１２と、現像装置１３と、転写ローラー１４と、クリーニング装置１５とが、感光体ドラム１１の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

装置本体２の内部には、給紙カセット４から排紙口６に向かう用紙の搬送経路１７が形成されている。搬送経路１７には、上流側から順に、給紙部１８と、感光体ドラム１１と転写ローラー１４によって構成される転写部１９と、定着装置２０と、排紙装置２１とが設けられている。搬送経路１７には、定着装置２０と排紙装置２１との間から分岐して給紙部１８と転写部１９との間に合流する反転経路２２が設けられている。また、搬送経路１７において、給紙部１８と転写部１９との間には、給紙部１８から転写部１９へシートを搬送するシート搬送装置２５が設けられている。さらに、反転経路２２に沿って、分岐部から合流部へシートを搬送するシート搬送装置２５が所定の間隔で設けられている。反転経路２２には、さらに、シートの摩擦を低減するガイドローラー２６が設けられている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

画像読み取り部３で画像データが読み取られると、あるいは、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力されると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電装置１２によって感光体ドラム１１の表面が帯電された後、露光器８からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１１に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１３においてトナーコンテナ９から供給されたトナーによりトナー像に現像される。

一方、給紙部１８によって給紙カセット４から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて、シート搬送装置２５によって転写部１９へと搬送され、転写部１９において感光体ドラム１１上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１７を下流側へと搬送されて定着装置２０に進入し、この定着装置２０において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙装置２１から排紙口６を通って排紙トレイ５に排出される。感光体ドラム１１上に残留したトナーは、クリーニング装置１５によって回収される。

両面印刷が行われる場合は、定着装置２０を通過して一方の面にトナー像が定着された用紙は、排紙装置２１によって排紙口６から排紙トレイ５の上方に搬送される。そして、用紙の搬送方向における後端が所定の位置に達すると、排紙装置２１によって搬送方向が反転されて、反転経路２２に搬送される。用紙は反転経路２２をシート搬送装置２５によって搬送されて、転写部１９の上流側で搬送経路１７に合流する。一方、画像形成部１０においては、用紙の他方の面に形成される画像に対応するトナー像が感光体ドラム１１の表面に形成されている。そして、転写部１９において、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が用紙の他方の面に転写された後、定着装置２０においてトナー像が用紙に定着される。こうして両面にトナー像が定着された用紙は、排紙装置２１から排紙口６を通って排紙トレイ５上に排出される。

次に、本発明の第１の実施形態に係るシート搬送装置２５について、図２を参照して説明する。図２はシート搬送装置の斜視図である。

シート搬送装置２５は、回転駆動する駆動ローラー３１と、駆動ローラー３１に圧接されて従動回転する従動ローラー３２と、従動ローラー３２を駆動ローラー３１に圧接可能に軸支する軸受３３と、を備えている。

駆動ローラー３１は、複数個の円筒状のローラー本体部３１ａと、ローラー本体部３１ａの軸芯に挿通された回転軸３１ｂと、を有する。回転軸３１ｂは、装置本体２の所定の位置に回転可能に支持されて、駆動源（図示されず）に接続されている。駆動源によって回転軸３１ｂが回転すると、回転軸３１と共にローラー本体部３１ａがシート搬送方向に沿って回転する。

従動ローラー３２は、円筒状のローラー本体部３２ａと、ローラー本体部３２ａの軸方向における両端面の軸心からそれぞれ外方向に突設された回転支軸３２ｂと、を有する。ローラー本体部３２ａ及び各回転支軸３２ｂは、摺動性及び耐摩耗性の良好な樹脂材料（例えば、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）樹脂）で形成される。従動ローラー３２は、駆動ローラー３１の各ローラー本体部３１ａに対応するように、軸受３３によって装置本体２に支持されている。

軸受３３は、弾性を有する線材（例えば、硬鋼線やピアノ線、ステンレス鋼線）によって形成され、従動ローラー３２の回転支軸３２ｂを軸支する支持部３４と、支持部３４を押圧する押圧部３５と、を有する。

支持部３４は、線材の一方側の端部を螺旋状に密に巻き回すことによって形成されており、従動ローラー３２の回転支軸３２ｂが挿通可能な軸孔３４ａを有する。詳細には、線材を一周巻き回した巻線と、この巻線に隣り合って一周巻き回した巻線とが、軸孔３４ａの軸方向において接触するように形成されている。支持部３４は、従動ローラー３２の回転支軸３２ｂの長さとほぼ等しい長さを有する。

押圧部３５は、線材の他方側の端部を、間隔を開けて螺旋状に巻き回すことによってコイルばね状に形成されている。詳細には、線材を一周巻き回した巻線と、この巻線に隣り合って一周巻き回した巻線とは、所定の間隔が開けられており、長さ方向に弾性を有するように形成されている。

押圧部３５は、長さ方向、すなわち、押圧方向が、支持部３４の軸孔３４ａの軸方向と直交するように、支持部３４に対して位置決めされており、押圧部３５の一端は、支持部３４の外面の長さ方向における中央部に接触している。

従動ローラー３２の左端面に設けられた軸受３３と、右端面に設けられた軸受３３とは、連結部３７によって連結されている。連結部３７も、線材によって形成されている。例えば、一方の軸受３３の支持部３４における線材の端部（一方側の端部）と、他方の軸受の支持部３４における線材の端部（一方側の端部）とが、連結部３７で連結されている。あるいは、１本の線材で、２つの軸受３３と連結部３７とを形成しても良い。この場合、１本の線材の一方の端部をコイル状に巻き回して押圧部３５を形成し、この押圧部３５に連続して支持部３４を形成する。一方で、他方側の端部をコイル状に巻き回して押圧部３５を形成し、この押圧部３５に連続して支持部３４を形成する。そして、線材の中央部をコの字状に折り曲げることで、各軸受３３の支持部３４が連結部３７で連結される。なお、連結部３７は、円弧状等であってもよい。

上記構成を有する軸受３３によって従動ローラー３２を軸支するには、まず、２個の軸受３３の支持部３４のそれぞれに、従動ローラー３２の各回転支軸３２ｂを挿通させる。これにより、軸受３３の押圧部３５の押圧方向は、従動ローラー３２の各回転支軸３２ｂの軸方向と直交する方向と一致する。そして、従動ローラー３２のローラー本体部３２ａを駆動ローラー３１のローラー本体部３１ａに対応させ、各軸受３３を、押圧部３５の押圧方向が、従動ローラー３２を駆動ローラー３１の外周面に押圧する方向と同じとなるように位置決めして装置本体２に装着する。この際、装置本体２の所定の位置にボス等を立設して、軸受３３の押圧部３５をこのボスに嵌合させるようにしてもよい。これにより、押圧部３５が所望の押圧力を有するように圧縮され、この押圧力によって従動ローラー３２が駆動ローラー３１に圧接される。なお、軸受３３の押圧部３５は、装置本体２に取り付けられた圧縮姿勢において、従動ローラー３２のローラー本体部３２ａが駆動ローラー３１のローラー本体部３１ａに所望の圧力で圧接されるように、巻き数や径が設定されている。

搬送経路１７又は反転経路２２に搬送されたシートは、シート搬送装置２５において、駆動ローラー３１と従動ローラー３２との間を通り、駆動ローラー３１の回転によって搬送経路１７又は反転経路２２を下流側へ搬送される。

上記説明したように本実施形態に係るシート搬送装置２５においては、従動ローラー３２の材料として樹脂を使用することができ、軸受３３の材料として１本の金属製の線材を使用することができるので、簡単で安価な構成とすることができる。さらに、従動ローラー３２の回転支軸３２ｂの外周面は、軸受３３の支持部３４において、巻き回された線材の外周面に点接触しているので、回転支軸３２ｂと支持部３４との接触面積が小さくなり、回転支軸３２ｂの回転時の摺動抵抗が小さくなる。したがって、異音の発生や回転支軸３２ｂの摩耗を防止できるので、高速仕様対応のプリンター１にも適用可能である。

また、従動ローラー３２の回転支軸３２ｂを軸支している支持部３４をコイルばね状の押圧部３５によって押圧しているので、軸受３３を装置本体２に支持させる際に、押圧部３５の押圧方向が、従動ローラー３１の圧接方向と一致するように位置決めするだけでよい。先行技術で示したような、ねじりコイルばねで支持部３４を押圧する場合は、ねじりコイルばねのコイル部と、支持部３４と反対側の端部と、の２箇所を装置本体２に対して位置決めする必要があるため、装置本体２への取り付け作業が複雑であったが、本実施形態では位置決め箇所が押圧部３５の１箇所であるので、簡単な作業で軸受３３を装置本体２に取り付けることができる。

さらに、従動ローラー３２の各回転支軸３２ｂを軸支する軸受３３が連結部３７で連結されているので、取扱いや組み立てが容易となる。

また、本実施形態では、従動ローラー３２と軸受３３とは、従動ローラー３２の回転支軸３２ｂと軸受３３の支持部３４との間のみで回転接触するので、異音の発生しやすい箇所が限定される。したがって、異音が発生した場合等に、従動ローラー３２の回転支軸３２ｂと軸受３３の支持部３４との間にグリスを添加したり支持部の軸孔の径を調整したりする対策をとりやすい。

本実施形態では、支持部３４と押圧部３５とを１本の線材から形成する場合について説明したが、支持部３４と押圧部３５とを別の線材を加工して形成し、支持部３４の側面に押圧部３５を接着等によって固定してもよい。

次に、図３〜図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係るシート搬送装置２５について説明する。図３はシート搬送装置の斜視図、図４は軸受の斜視図、図５は軸受の圧縮状態を示す正面図である。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位・部材は、第１の実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。

第２の実施形態に係るシート搬送装置２５においては、図３に示されるように、従動ローラー３２の軸受３３は、従動ローラー３２の回転支軸３２ｂを軸支する支持部３４と、支持部３４を押圧する押圧部３５と、支持部３４と押圧部３５とを接続する接続部３９と、を有する。

接続部３９は、図４に示されるように、支持部３４の一端から直線状に延びる第１アーム部３９ａと、押圧部３５の下端から直線状に延びる第２アーム部３９ｂと、第１アーム部３９ａと第２アーム部３９ｂとを結合する四分の三円弧状の関節部３９ｃと、を有する。第１アーム部３９ａと第２アーム部３９ｂとは、両者間の角度が約４５°となるように関節部３９ｃによって回動可能に結合している。

押圧部３５は、前述のように、装置本体２に取り付けられた圧縮姿勢において、従動ローラー３２のローラー本体部３２ａが駆動ローラー３１のローラー本体部３１ａに所望の押圧で圧接されるように、巻き数や径が設定されている。従動ローラー３２が押圧部３５の押圧力のみで圧接されるためには、押圧部３５の圧縮に伴って接続部３９から従動ローラー３２にバネ荷重（負荷）が掛かることを防止する必要がある。このために、接続部３９の関節部３９ｃは、第１アーム部３９ａと第２アーム部３９ｂとが自由に変位可能に接続されるように形成されている。つまり、押圧部３５が、図５の実線で示される自然姿勢から、二点鎖線で示される圧縮姿勢に圧縮されると、第２アーム部３９と第１アーム部３９ａとが互いに接近するように関節部３９ｃを中心に回動するが、この回動によって接続部３９から支持部３４へ押圧力は掛からない。

上記構成を有する軸受３３によって従動ローラー３２を軸支する場合は、従動ローラー３２のローラー本体部３２ａを駆動ローラー３１のローラー本体部３１ａに対応させ、各軸受３３を、押圧部３５の押圧方向が、従動ローラー３２を駆動ローラー３１の外周面に押圧する方向と同じとなるように位置決めした後、押圧部３５の下端部（支持部３４と反対側の端部）を装置本体２の所定の位置に装着する。これにより、押圧部３５が所望の押圧力を有するように圧縮され、この押圧力によって従動ローラー３２が駆動ローラー３１に圧接される。なお、軸受３３の接続部３９において、第１アーム部３９ａと第２アーム部３９ｂとは接近するように変位するが、この変位に伴う荷重（負荷）は支持部３４には掛かっていない。

この例の軸受３３においても、所定の位置に押圧部３５を位置決めするだけでよいので、取り付けを容易にできる。また、支持部３４と押圧部３５とが接続部３９を介して離間しているので、１本の線材から軸受３３を形成する加工を容易にできる。

また、一対の軸受３３を連結部で連結してもよい。この場合、一対の軸受３３をそれぞれ接続部３９が外側となるように配置すれば、第１の実施形態と同様の連結部３７で一対の軸受３３を連結することができる。

さらに、本発明の実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のプリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。

さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係るシート搬送装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ プリンター（画像形成装置）
２５ シート搬送装置
３１ 駆動ローラー
３２ 従動ローラー
３２ｂ 回転支軸
３３ 軸受
３４ 支持部
３４ａ 軸孔
３５ 押圧部
３７ 連結部
３９ 接続部

Claims (4)

1. 回転駆動する駆動ローラーと、該駆動ローラーの外周面に圧接されて従動回転する従動ローラーと、該従動ローラーを前記駆動ローラーに圧接可能に設けられる軸受と、を備えるシート搬送装置であって、
   前記軸受は、
   線材の一方側の端部を前記従動ローラーの回転支軸の軸線方向に螺旋状に巻き回して、前記従動ローラーの回転支軸が挿通可能な軸孔が形成された支持部と、
   前記線材の他方側の端部を前記回転支軸と直交する方向にコイルばね状に巻き回して、前記軸孔の軸方向と直交する方向に前記支持部を押圧可能に形成された押圧部と、
   を有し、前記押圧部は、前記従動ローラーが前記駆動ローラーの外周面に圧接される方向に押圧するように位置決めされていることを特徴とするシート搬送装置。
2. 回転駆動する駆動ローラーと、該駆動ローラーの外周面に圧接されて従動回転する従動ローラーと、該従動ローラーを前記駆動ローラーに圧接可能に設けられる軸受と、を備えるシート搬送装置であって、
   前記軸受は、
   線材の一方側の端部を螺旋状に巻き回して、前記従動ローラーの回転支軸が挿通可能な軸孔が形成された支持部と、
   前記線材の他方側の端部をコイルばね状に巻き回して、前記軸孔の軸方向と直交する方向に前記支持部を押圧可能に形成された押圧部と、
   を有し、前記押圧部は、前記従動ローラーが前記駆動ローラーの外周面に圧接される方向に押圧するように位置決めされ、
   前記軸受は、前記線材の中央部分を屈曲させて形成され、前記支持部と前記押圧部とを接続する接続部を有し、
   該接続部は、前記支持部の一端から直線状に延びる第１アーム部と、前記押圧部の下端から直線状に延びる第２アーム部と、前記第１アーム部と前記第２アーム部とを回動可能に結合する関節部と、を有し、
   前記接続部は、前記押圧部が自然姿勢から圧縮姿勢に圧縮され、前記第２アーム部と前記第１アーム部とが互いに接近するように前記関節部を中心に回動する場合、前記接続部から前記支持部へ押圧力が掛からないように形成されていることを特徴とするシート搬送装置。
3. 前記軸受は、前記従動ローラーの両端部にそれぞれ設けられ、該各軸受は、前記線材の前記一方側の端部を連結する連結部を介して連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート搬送装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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